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MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / SEPTIEMBRE 2023 / EDICIÓN 552 18 PRESIDENTE: Abraham Chahuan 1er. VICEPRESIDENTE: Darío Zegarra 2do.VICEPRESIDENTE: Juan Carlos Ortíz DIRECTORES Raúl Garay Jimena Sologuren Johny Orihuela Julia Torreblanca Miguel Cardozo Roberto Maldonado Rómulo Mucho Alfredo Alfaro Edgardo Orderique Diana Rake Tomás Gonzáles EXPRESIDENTE: Víctor Gobitz REPRESENTANTE CIP: Germán Arce GERENTE GENERAL: Carlos Diez Canseco COMITÉ EDITORIAL: Miguel Cardozo Roberto Maldonado Richard Contreras Darío Zegarra Luz Cabrera Diógenes Uceda Rómulo Mucho PUBLICACIÓN OFICIAL DEL IIMP www.revistamineria.com.pe rmineria@iimp.org.pe 552 Septiembre 2023 Director: Homar Lozano Subdirector: Venancio Astucuri Editor: Hebert Ubillús Publicidad: 961748318 / 944570038 Colaboradores: Anita Parbhakar-Fox – Jorge Ganoza – Mark Noppé – Virginia Sebastián, Carlos Garrido-Allepuz, José María Lezcano, Marcos Garayar, Manuel Li, Pedro Delvasto y Guillermo Shinno – Róger Asunción Saldaña, Benito Quiñones y Sergio Vicuña – Ysmael Ormeño – Jorge Olivari Diagramación: César Blas Valdivia Corrección: C & S Comunicaciones MINERÍA es la publicación oficial del Instituto de Ingenieros de Minas del Perú Calle Los Canarios 155-157, Urb. San César - II Etapa, La Molina, Lima 12, Perú. Telf. (511) 313-4160 E-mail: rmineria@iimp.org.pe http://www.iimp.org.pe «Hecho el Depósito Legal Nº 98-3584 en la Biblioteca Nacional del Perú» El Instituto de Ingenieros de Minas del Perú no se solidariza necesariamente con las opiniones expresadas en los artículos publicados en esta edición de MINERÍA. Se autoriza la reproducción de los textos siempre que se cite la fuente Ofrecer a nuestros lectores conocimiento, tecnología e innovación, orientados al desarrollo productivo y sostenible de las operaciones mineras, buscando la mejora de la calidad y competitividad del sector minero. Misión: Nuestra Portada Foto: F45 Fotografía Industrial
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / SEPTIEMBRE 2023 / EDICIÓN 552 19 Welcome to PERUMIN 20 Bienvenidos a PERUMIN The role of mine waste in our changing climate 22 El papel de los residuos mineros en el cambio climático Procesamiento de Minerales / Mineral Processing Geología y Exploraciones / Geology and Explorations Medio Ambiente / Environment Editorial / Editorial Flotation of Coarse Particles of Copper Sulphides 34 Flotación de partículas gruesas de sulfuros de cobre Improved Assurance for Mineral Resource and Ore Reserve Estimates and Reporting Through Peer Review and Auditing 68 Mejora de la fiabilidad de las estimaciones y los informes sobre recursos y reservas minerales mediante auditorías y revisiones por pares Gestión Minera / Mining Management From "Projects" to "Mining Programs": A Strategy for Feasibility 140 De “proyectos” a “programas mineros” una estrategia para su viabilidad Histórico / History Yaro Empire and Precious Metals 152 Imperio Yaro y metales preciosos Evaluation of metagenomics as a novel tool for environmental monitoring and bioremediation of areas disturbed by mining activity in the Anama pit of the Anabi mining company 92 Evaluación de la metagenómica como herramienta novedosa para el monitoreo ambiental y biorremediación de áreas disturbadas por la actividad minera en el tajo Anama de la minera Anabi INCO, Ultrafiltration and Reverse Osmosis for Compliance with ECA at Newmont-Yanacocha 126 INCO, ultrafiltración y ósmosis inversa para el cumplimiento de ECA en Newmont Yanacocha Contenido Content
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / SEPTIEMBRE 2023 / EDICIÓN 552 20 Bienvenidos a PERUMIN Editorial En un escenario de transición económica y política en el país, en el que es imprescindible la inversión privada generadora de empleo formal e ingresos para el fisco, este año se realizará la trigésimo sexta edición de PERUMIN Convención Minera, bajo el lema: Inversión que genera bienestar y desarrollo sostenible. A ello se suma, un contexto internacional expectante que enfrenta el cambio climático como una prioridad global, en la que la producción de los denominados minerales estratégicos cobra una relevancia singular y, sin duda, marcará la pauta del crecimiento de los países mineros que sepan aprovechar esa coyuntura con una mirada de largo plazo. Es decir, en el inicio de la tercera década del siglo XXI, el Perú si bien atraviesa por una situación política en constante turbulencia que requiere de ajustes y estabilidad, también tiene una oportunidad histórica para poner en valor, de manera eficiente y ventajosa, los ingentes recursos geológicos con los que cuenta. Por esta razón, en el lema de PERUMIN, conscientes de la radical importancia de la inversión minera para los buenos resultados macroeconómicos, lo que ha permitido al país tener estabilidad por más de 30 años, ahora también se incluye el componente de bienestar y desarrollo sostenible, en el sentido que debemos trabajar para que esas cifras en azul retomen sus niveles cercanos a los dos dígitos y se reflejen en una mejor calidad de vida para los peruanos. Esto constituye todo un reto, pero es un escenario positivo, en la medida que depende de las decisiones que tomemos para atraer la inversión y realizar una correcta ejecución de los ingresos del Estado, para que una mayor cantidad de la población se sume al círculo virtuoso del desarrollo sostenible. En PERUMIN se analizará y presentarán alternativas, por un lado, para perfeccionar el marco regulatorio y los procesos de autorización pública sean más eficientes sin bajar la valla de las exigencias ambientales y, por otro, para que la priorización de los proyectos y programas a favor de la población pobre lleguen, satisfagan y constituyan verdaderas oportunidades de crecimiento integral. Asimismo, desde hace algunos años en la Convención Minera se ha puesto especial énfasis en los jóvenes que tienen la oportunidad de ser parte de este encuentro global a través del voluntariado, que les sirve a manera de prácticas preprofesionales, y con conferencias especialmente diseñadas para que conozcan lo último del desarrollo minero. Este año, con el fin de llegar a más estudiantes universitarios, por primera vez se ha invitado a todos los centros superiores que cuentan con escuelas de minas, geología o metalurgia, a que se sumen en forma gratuita a la transmisión de la Cumbre Minera en vivo y así puedan nutrirse del nuevo conocimiento y avances que se presentan en ese espacio.. La idea es que las nuevas generaciones de profesionales cubran de alguna manera la brecha que existe actualmente entre la enseñanza universitaria y las nuevas tendencias del sector que, siendo intensivo en tecnología, es muy dinámico y se encuentra en un proceso de transformación digital sin precedentes. A través de las páginas de la revista MINERÍA, publicación oficial de PERUMIN, les damos la más cordial bienvenida a todos los participantes presenciales y virtuales, augurando que esta Convención Minera servirá para sentar bases sólidas para que nuestro país atraiga cada vez más inversión que genere bienestar y desarrollo sostenible para todos los peruanos. Homar Lozano, director
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / SEPTIEMBRE 2023 / EDICIÓN 552 21 Welcome to PERUMIN Editorial n a scenario of economic and political transition in the country, where private investment is essential to generate formal employment and income for the treasury, this year the thirty-sixth edition of PERUMIN Mining Convention will be held under the slogan: Alternatives will be analyzed and presented at PERUMIN, on the one hand, to improve the regulatory framework and make public authorization processes more efficient without lowering the environmental requirements and, on the other hand, to ensure that the prioritization of projects and programs in favor of the poor population reach, satisfy and constitute real opportunities for integral growth. Likewise, for some years now, the Mining Convention has placed special emphasis on young people who have the opportunity to be part of this global meeting through volunteering, which serves as a pre-professional internship, and with conferences specially designed for them to learn about the latest in mining development. This year, in order to reach more university students, for the first time all higher education institutions with schools of mining, geology or metallurgy have been invited to join the live broadcast of the Mining Summit, free of charge, so that they can learn about the new knowledge and advances presented here. The idea is that the new generations of professionals will somehow bridge the gap that currently exists between university education and the new trends in the sector, which, being technology-intensive, is very dynamic and is currently undergoing an unprecedented digital transformation process. Through the pages of MINERÍA magazine, the official publication of PERUMIN, we extend a warm welcome to all the participants, both in person and online, and we hope that this Mining Convention will serve to lay solid foundations for our country to attract more and more investment in order to generate wellbeing and sustainable development for all Peruvians. Homar Lozano, director Investment that generates welfare and sustainable development. In addition to this, there is an expectant international context that faces climate change as a global priority, in which the production of the so-called strategic minerals takes on a singular relevance and will undoubtedly set the tone for the growth of mining countries that know how to take advantage of this situation with a long-term view. In other words, at the beginning of the third decade of the 21st century, although Peru is going through a constantly turbulent political climate that requires adjustments and stability, it also has a historic opportunity to make the most of its enormous geological resources in an efficient and advantageous manner. For this reason, the PERUMIN slogan, aware of the critical importance of mining investment for good macroeconomic results, which has allowed the country to have stability for more than 30 years, now also includes the component of welfare and sustainable development, alluding that we must work so that these figures return to levels close to double digits and are reflected in a better quality of life for Peruvians. This is a challenge, but it is a positive scenario to the extent that it depends on the decisions we make to attract investment and the correct execution of State revenues, so that more people can join the virtuous circle of sustainable development.
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / SEPTIEMBRE 2023 / EDICIÓN 552 22 El papel de los residuos mineros en el cambio climático The role of mine waste in our changing climate Procesamiento de Minerales Por: Anita Parbhakar-Fox, Instituto de Minerales Sostenibles (SMI) de la Universidad de Queensland. By: Anita Parbhakar-Fox, The University of Queensland’s Sustainable Minerals Institute (SMI). Resumen Para favorecer el desarrollo de tecnologías más ecológicas con vistas a la transición energética, se requieren recursos minerales críticos. Entre ellos se encuentran el cobalto, el tungsteno, el indio, el galio, el germanio, el vanadio y toda una serie de elementos de tierras raras (REE). Tradicionalmente, estos metales se consideraban subproductos no deseados de las explotaciones mineras de metales básicos y preciosos y, por consiguiente, se concentran en los residuos mineros. En Australia se está llevando a cabo un programa nacional de muestreo de residuos mineros en busca de estos metales críticos. Se han identificado nuevos recursos potenciales de Co en los desechos de cobre de Queensland, mientras que otros estados muestran resultados prometedores para REE, tungsteno, antimonio, bismuto e indio. Abstract To support the development of greener technologies for the energy transition, resources of critical minerals are required. These include cobalt, tungsten, indium, gallium, germanium, vanadium and a whole range of rare earth elements (REE). Traditionally, these metals were considered unwanted byproducts of base metal and precious metal mining operations, and consequently are concentrated in mine waste. In Australia, a national program is underway to sample mine waste materials to search for these critical metals. Potential new resources of Co have been identified in copper tailings in Queensland, whilst other states show promising results for REE, tungsten, antimony, bismuth and indium. Focus now turns to the challenges ahead - having the technologies in place to facilitate economic recovery
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / SEPTIEMBRE 2023 / EDICIÓN 552 23 La atención se centra ahora en los retos futuros: disponer de las tecnologías necesarias para facilitar la recuperación económica de estos materiales heterogéneos y crear el marco político adecuado para apoyar esta contribución vital para la transición energética. Introducción De niña, me alarmaba la fatalidad inevitable a la que se enfrentaba nuestro sistema solar. Me torturaba mirando ilustraciones de enciclopedias sobre nuestro sol quedándose sin hidrógeno, entrando en su fase de gigante rojo y engullendo el planeta Tierra dentro de 5,000 millones de años. Aunque la escala temporal era insondable, me angustiaba pensar que la humanidad sería aniquilada. De adolescente, esta preocupación por el fin de los tiempos continuó, pero esta vez estudiando los informes del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC). Los gráficos eran contundentes: debido a la industrialización y al ascenso de las sociedades a través de las Etapas del Crecimiento Económico de Rostow, se estaban produciendo cantidades peligrosas de gases de efecto invernadero (GEI). El resultado, la perdición para la humanidad, pero esta vez en una escala de tiempo concebible. Ya no son miles de millones de años, ni siquiera millones, sino siglos o menos hasta la devastación total. En los últimos 30 años se ha hablado mucho de diseñar prácticas industriales y animar a los consumidores a tomar decisiones diferentes para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y frenar el cambio climático. ¿Cuántas medidas se han tomado? ¿Cuánto más se necesita? ¿Qué ha cambiado realmente desde que el IPCC empezó a documentar nuestros impactos? De hecho, el Protocolo de Kioto, los Objetivos de Desarrollo Sostenible y el Acuerdo de París fueron importantes para animar a los países a fijar objetivos de reducción de GEI y a comprometerse con ellos, así como a iniciar la transición hacia un futuro con bajas emisiones de carbono. Los imperativos de este nuevo mundo que, hasta hace poco, nuestros gobiernos se mostraban reacios a aceptar, incluyen un aumento significativo de la fabricación de vehículos eléctricos y tecnologías de energías renovables. Pero, ¿qué significa esto para la minería y, lo que es más importante, para los residuos mineros? Papel de la minería El profesor Richard Herrington (antiguo miembro del Museo de Historia Natural de Londres, Reino Unido) documentó en Nature (2021) el papel vital de la minería para apoyar un futuro con bajas emisiones de carbono. Para el mundo de la geociencia y la ingeniería esto no era noticia, pero para el público inició una nueva conversación sobre el futuro de la minería. Sin embargo, Figura 1. Un depósito de relaves de cobre en Australia (Foto: Dominic Brown). Figure 1. A copper tailings storage facility in Australia (photo credit: Dominic Brown). from these heterogenous materials and creating the right political framework to support this vital contribution to the energy transition. Introduction As a child, I was alarmed by the unescapable doom faced by our solar system. I would torture myself looking at encyclopedia illustrations of our sun running out of hydrogen, entering its red giant phase, and engulfing planet Earth 5 billion years into the future. Though the time scale was unfathomable, I was distraught thinking humanity would be wiped out. As a teenager, this preoccupation with the end of time continued, but this time studying the Intergovernmental Panel for Climate Change (IPCC) reports. The graphs were compelling, due to industrialisation and societies moving upwards through Rostow's Stages of Economic Growth, dangerous quantities of greenhouse gases (GHG) were being produced. The result, doom for humanity, but this time on a conceivable timescale. No longer billions of years or even millions, but now centuries or less until utter devastation. Fast-forward 30 years, there has been a great deal of talk about designing industry practices and indeed encouraging consumers to make different choices to reduce our GHG emissions to slow climate change. How much action has been taken? How much more is needed? What has really changed since the IPCC started documenting our impacts? Indeed, the Kyoto Protocol, Sustainable Development Goals and the Paris Agreement were significant in encouraging countries to set, and commit, to GHG reduction targets and start transitioning towards a low-carbon future.
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / SEPTIEMBRE 2023 / EDICIÓN 552 24 en lugar de ver un aumento de estudiantes y nuevos profesionales apuntándose a carreras relacionadas con la geología y la minería para unirse a la revolución verde, parece que la crisis de imagen del sector minero no ha hecho más que agravarse. Y no son solo los "No en mi patio trasero" (NIMBY) locales o los Extinction Rebellion quienes se oponen a la minería, el Secretario General de las Naciones Unidas, António Guterres, transmitió sentimientos antimineros en la COP26 del año pasado. En octubre, el Birkbeck College de Londres anunció que no mantendrá relaciones de ningún tipo con empresas petroleras, de gas o mineras. Son válidas las preocupaciones sobre los impactos que pueden tener las actividades mineras, aunque hay que distinguir entre la minería de carbón térmico y la metalífera. Una cosa es segura: el sector minero debe comprometerse y cumplir con la incorporación de normas Figura 2. Drenaje ácido y metalífero de un yacimiento abandonado en Australia. Figure 2. Acid and metalliferous drainage from an abandoned site in Australia. The requirement for this brave new world which, until recently, our governments have arguably been reluctant to embrace, include significant increases in the manufacturing of electrical vehicles and renewable energy technologies. But what does this mean for mining, and more importantly mine waste? Role of Mine Professor Richard Herrington (formerly of the Natural History Museum, London, UK) documented the vital role of mining to support a low-carbon future in Nature (2021). For the geoscience and engineering world this was not news, but for the public, this started a new conversation around the future of mining. However, instead of seeing an uptake of students and new professionals signing up to geology and mining related careers to join the green revolution, the mining sectors image crisis only seems to have deepened. And it isn’t just the local NIMBYs (‘Not in my backyard’) or
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MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / SEPTIEMBRE 2023 / EDICIÓN 552 26 medioambientales, sociales y de gobernanza o ESG (nombradas por EY como el riesgo número uno en minería en 20231) acordes con las expectativas de las comunidades mundiales para satisfacer nuestras urgentes necesidades de transición energética. Por ejemplo, muchos estudios señalan que en 2050 necesitaremos como mínimo nueve veces más cobre, lo que servirá, en parte, para impulsar el sueño de nuestras comunidades mundiales de disponer de vehículos eléctricos (VE). India, que el próximo año se convertirá en el país más poblado del planeta, se ha fijado como objetivo para 2030 que los vehículos eléctricos constituyan el 30% de los vehículos particulares, el 70% de los vehículos comerciales, el 40% de los autobuses y el 80% de los vehículos de dos y tres ruedas. En Estados Unidos, se prevé que el número de VE alcance los 26.4 millones en 2030, y el Reino Unido se encuentra actualmente por delante de la curva de adopción necesaria para cumplir el objetivo de VE fijado por el gobierno para 2032. Sin embargo, el cobre no es el único metal necesario. Según el Banco Mundial, la producción de litio, grafito y cobalto podría aumentar hasta un 500% para 2050 con el fin de satisfacer las necesidades previstas. ¿De dónde vamos a sacar esos recursos? En las distintas materias primas, estamos extrayendo mayores tonelajes con menor ley. ¿Necesitamos profundizar más para obtener las leyes que requerimos? Y si profundizamos, ¿cuáles son los riesgos añadidos en este clima dinámico? ¿Será la minería autónoma la clave para reducir el riesgo de excavar a mayor profundidad y abrir nuevas oportunidades? ¿O deberíamos buscar en nuestros fondos marinos nódulos ricos en cobalto y manganeso, o podrían verse devastados ecosistemas vitales de maneras que aún no hemos podido determinar? ¿Deberíamos explorar más allá de la exosfera y apostar por la minería espacial? A modo de ejemplo, Psique, un potencial núcleo planetesimal, aunque tiene 1/16 del tamaño de la Luna, es un asteroide que vale 10,000 cuatrillones de dólares, debido a su composición de níquel y hierro. Si es explotable, los precios dinámicos del níquel observados a principios de este año debido al conflicto entre Rusia y Ucrania (aumento del 30% en marzo de 2022) serían cosa del pasado, y en su lugar se aprovecharía una fuente constante y fiable de metales. Si bien los humanos somos exploradores por naturaleza deseosos de explorar nuevas fronteras, ¿estamos pasando por alto la fuente más obvia de metales de transición energética... los residuos mineros? 1 https://www.ey.com/en_au/mining-metals/risks-opportunities Extinction Rebellion who oppose mining, the United Nations Secretary-General António Guterres delivered anti-mining sentiments at last years’ COP-26. In October, Birkbeck College, London announced they will not hold relationships of any kind with oil, gas or mining companies. Concerns are valid regarding the impacts mining activities can have, though distinctions between thermal coal and metalliferous mining need to be made. One thing is for certain, the mining sector must commit and deliver on embedding Environmental, Social and Governance or ESG (named as EYs 2023 number 1 Risk in Mining1) standards commensurate to the global communities’ expectations in order to meet our urgent energy transition needs. For example, many studies report that by 2050 we will need at least 9 times more copper helping, in part, to power our global communities’ dreams of electric vehicles (EVs). India, which next year will become the planets most populated country, has set a 2030 target for EVs to constitute 30% of private cars, 70% of commercial cars, 40% of buses and 80% of two and three-wheelers. In the United States, the number of EVs is projected to reach 26.4 million by 2030, and the UK is currently ahead of the required adoption curve to meet the Governments 2032 EV target. However, copper is not the only metal required. According to the World Bank production of lithium, graphite and cobalt could increase by as much as 500% by 2050 to meet projected needs. Where are we going to find these future resources? Across commodities, we are mining larger tonnages at lower grade. Are we going to need to get the grades we need by going deeper? And if we go deeper, what are the increased risks in this dynamic climate? Will autonomous mining be the key to de-risking digging deeper and unlocking this opportunity? Alternatively, should we be looking on our seabeds for cobalt and manganese-rich nodules or could vital ecosystems be devastated in ways that have yet to be modelled? Should we be exploring beyond the exosphere and embracing space mining? As an example, Psyche, a potential planetesimal core, whilst 1/16th the size of the moon, is an asteroid worth US$ 10,000 quadrillion due to its nickel and iron composition. If mineable, then dynamic nickel pricing as observed earlier this year due to the Russia-Ukraine conflict (30% increase in March 2022) would be a thing of the past, with a reliable steady source of metals instead being tapped. Whilst humans are natural explorers keen to explore the next frontier, are we missing the most obvious source of energy transition metals… mine waste? At current rates of mining, colossal volumes of mine waste are silently accumulating in mega rock dumps or tailings storage facilities across the world. In Australia,
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MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / SEPTIEMBRE 2023 / EDICIÓN 552 28 Con el ritmo actual de explotación minera, volúmenes colosales de residuos mineros se acumulan silenciosamente en megavertederos o depósitos de relaves en todo el mundo. En Australia, si vuelas a Mount Isa verás que la huella del depósito de relaves (TSF) es casi similar a la del propio municipio. Para satisfacer la demanda de cobre en 2050, los expertos han calculado que entre 2020 y 2050 se producirán 858 Gt de relaves y roca estéril. Estos materiales requerirán una gestión adecuada. En la actualidad, los residuos mineros se gestionan depositando los materiales en instalaciones construidas para tal efecto o en vertederos (Figura 1). Sin embargo, asociados a ellos existen posibles riesgos geotécnicos y geoambientales. A medida que el clima evolucione hacia condiciones meteorológicas más extremas, estos riesgos se agravarán. Se necesitan cambios drásticos, ya que actualmente la reputación de la gestión de los TSF de la industria se ha visto empañada por grandes fracasos en Mount Polley (2014), Samarco (2015), Brumadinho (2019) y, más recientemente, Jagerfontein (2022). Si tenemos en cuenta los volúmenes de materiales que necesitaremos extraer para alimentar la transición energética, ¿qué confianza tenemos en que seremos capaces de gestionar adecuadamente futuros residuos? El Figura 3. Investigadores de la Universidad de Queensland toman muestras de residuos mineros de zinc-plomo. Figure 3. University of Queensland researchers sampling zinc-lead mine tailings. if you fly into Mt Isa you will see that the footprint of the tailings storage facility (TSF) is almost similar to that of the township itself. To meet 2050 copper demands, experts have calculated that 858 Gt of tailings and waste rock will be produced between 2020-2050. These materials will require adequate management. Currently, mine waste is managed by placing materials into purpose-built facilities or dumps (Figure 1). However, associated with these are potential geotechnical and geoenvironmental risks. As the climate evolves towards more extreme weather conditions, these risks will be exacerbated. Drastic changes are required as currently the industry’s TSF management reputation has been tarnished by major failures at Mount Polley (2014), Samarco (2015), Brumadinho (2019) and most recently, Jagerfontein (2022). When we consider the volumes of materials, we will need to mine to feed the energy transition what confidence is there that we are going to be able to adequately manage future waste? The Global Industry Standard on Tailings management2 brings renewed hope that geotechnically speaking, risks of future TSF failures will be minimised. But what of acid and metalliferous drainage (AMD)? Caused by sulphide mineral oxidation and once stated by the UN to be the second biggest environmental challenge after climate change, there is no equivalent global management standard has been developed to curtail AMD formation (Figure 2).
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MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / SEPTIEMBRE 2023 / EDICIÓN 552 30 2 https://globaltailingsreview.org/global-industry-standard/ Estándar Global de Gestión de Relaves (Global Industry Standard on Tailings management)2 renueva la esperanza de que, desde el punto de vista geotécnico, se minimicen los riesgos de futuros fallos de los TSF. Pero ¿qué ocurre con el drenaje ácido y metalífero (DAM)?, causado por la oxidación de minerales sulfurosos y considerado en su día por la ONU como el segundo mayor reto medioambiental después del cambio climático, no existe ningún estándar de gestión global equivalente que haya sido desarrollado para reducir la formación de DAM (Figura 2). Sin duda, la UE es líder mundial en la lucha contra los residuos mineros. Los residuos de extracción de su industria minera representan el 29% de la producción total de residuos. La extracción de Cu, Pb, Zn y Ni ha dado lugar a la producción de 600 Mt/año de residuos mineros sulfídicos con reservas históricas asociadas que contienen aproximadamente 28,000 Mt. Gracias a subvenciones multimillonarias del programa Horizonte de la UE, la transformación de estos residuos en recursos potenciales está en marcha a través de iniciativas como la Red Europea de Formación para la Recuperación y el Reprocesamiento de Residuos Mineros Sulfídicos (Sultan) y el proyecto de reciclado casi nulo de residuos mineros sulfídicos de baja ley (NEMO). Los resultados han incluido el desarrollo de procesos para fabricar ladrillos, tejas, cerámica y bloques de construcción a partir de residuos mineros, el establecimiento de métodos de procesamiento solvometalúrgico para mejorar la recuperación de cobre y el aporte de nuevos marcos para la valorización de residuos mineros sulfídicos. Sin embargo, ¿qué ocurre con la recuperación de minerales críticos a partir de residuos mineros? En julio de 2022, el Reino Unido publicó su primera estrategia sobre minerales críticos con el objetivo de mejorar el suministro. La lista prioritaria de 18 minerales críticos, seleccionada por el Servicio Geológico Británico, incluía cobalto, litio, indio y vanadio. Cabe preguntarse si se habría prestado más atención a estos metales si los proyectos Sultan y NEMO hubieran comenzado en 2023. En Australia, la exploración de metales críticos ha supuesto el tan necesario cambio de juego para los residuos mineros. Motivados por el deseo de hacer crecer la economía circular, que podría crear un beneficio económico de US$ 23,000 millones en PBI para 2025, los residuos mineros han sido reconocidos como recursos vitales para ayudar a abastecer la transición energética. En línea con la estrategia de metales críticos del Gobierno Federal de Australia, los organismos públicos estatales han tomado la iniciativa en esta transformación. Iniciado por Queensland, pronto le siguieron Geoscience Without a doubt, the EU are global leaders when it comes to tackling mine waste. Their mining industry’s extractive-waste residues represent 29% of total waste output. Mining of Cu, Pb, Zn and Ni has resulted in the production of 600 Mt/year of sulphidic mining waste with associated historic stockpiles containing approximately 28,000 Mt. Powered by multi-million euro EU Horizon grants, transformation of these wastes into potential resources is actively underway through initiatives including the European Training Network for the remediation and reprocessing of sulfidic mining waste sites (SULTAN) and the near-zero waste recycling of low- grade sulphidic mine waste (NEMO) project. Outcomes have included development of processes to manufacture bricks, roof tiles, ceramics and construction blocks from mine waste, establishment of solvometallurgical processing methods to enhance copper recovery, and delivery of new frameworks for valorisation of sulphidic mine waste. But what of critical mineral recovery from mine waste? Back in July 2022, the UK released its first ever critical mineral strategy aiming to improve supply. The priority list of 18 critical minerals, selected by the British Geological Survey, featured cobalt, lithium, indium and vanadium. One wonders perhaps there might have been greater focus on these metals if the SULTAN and NEMO projects had started in 2023? In Australia, critical metal exploration has been the muchneeded game changer for mine waste. Motivated by the desire to grow the circular economy, which could create an economic benefit of US$ 23 billion in GDP by 2025, mine wastes have been recognised as vital resources to help supply the energy transition. Aligning with the Federal Governments Australian critical metals strategy, State Government agencies have taken the lead in this transformation. Kick-started by Queensland and soon followed by Geoscience Australia and New South Wales, the Northern Territory, and South Australia. Collectively, over US$ 4 M has been invested to explore these once belowgrade materials. Teams at The University of Queensland have developed new characterisation workflows and optimised analytical instruments to identify critical mineral commodities in these complex materials. To date, 55 sites have been characterised in detail, with a focus on cobalt, indium and rare earth elements (Figure 3). Already in Queensland, research results indicate that cobalt is hosted primarily in pyrite (and other sulfides) around the Mt Isa-Osborne mine region. Geologically, cobalt is associated with iron oxide copper gold and sediment hosted deposits. Back-of-the-envelope calculations indicate there could be as much as 158,720 t cobalt present in North-West Queensland’s tailings. Based on today’s market price, this could equate to at least US$ 5 Billion dollars’ worth of cobalt. This has already attracted the attention of overseas investors
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / SEPTIEMBRE 2023 / EDICIÓN 552 31 Australia y Nueva Gales del Sur, el Territorio del Norte y Australia Meridional. En conjunto, se han invertido más de US$ 4 millones para explorar estos materiales que antes se encontraban por debajo de la ley. Equipos de la Universidad de Queensland han desarrollado nuevos flujos de trabajo de caracterización e instrumentos analíticos optimizados para identificar materias primas minerales críticas en estos materiales complejos. Hasta la fecha, se han caracterizado en detalle 55 yacimientos especializados en cobalto, indio y elementos de tierras raras (Figura 3). En Queensland, los resultados de las investigaciones indican que el cobalto se aloja principalmente en la pirita (y otros sulfuros) en torno a la región minera de Mount Isa-Osborne. Geológicamente, el cobalto está asociado a los yacimientos de óxido de hierro, cobre, oro y sedimentos. Los cálculos retrospectivos indican que podría haber hasta 158,720 t de cobalto en los residuos de North-West Queensland. Según el precio de mercado actual, esto podría equivaler al menos a US$ 5,000 millones. Esto ya ha atraído la atención de inversores extranjeros, como la Corporación Nacional Japonesa de Petróleo, Gas y Metales (Jogmec), que en 2021 encargó un estudio metalúrgico sobre la recuperación with the Japanese Oil, Gas and Metals National Corporation (JOGMEC) who in 2021 commissioned a metallurgical study into cobalt recovery from tailings at the Rocklands copper mine, Queensland (Figure 4). Similarly, in 2021, Rio Tinto announcing their support for the new venture “Regeneration”, a Washington-based start-up aiming to extract valuable minerals and metals from mine tailings, waste rock and water. The mining industry notoriously has a culture of ‘fast-follower’, which ultimately in the short-term could be a big win for both mine operators looking to reduce long-term closure liability costs as well as for the environment. However, to truly recover this value, more out of the box thinking will be required. For example, it no longer seems fanciful to dream of insitu recovery of critical metals, with active research underway to make this a reality. Additionally, new mineral processing companies are coming online to help crack the potential metallurgical hurdles including Cobalt Blue (extraction of cobalt from pyrite), EnviroGold (treatment of refractory ores) and Lava Blue (targeting alumina, magnesium, and vanadium). Conclusions 1.Looking to the future, continued evaluation of mine
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / SEPTIEMBRE 2023 / EDICIÓN 552 32 de cobalto a partir de los residuos de la mina de cobre de Rocklands, Queensland (Figura 4). Del mismo modo, en 2021, Rio Tinto anunció su apoyo a la nueva empresa "Regeneration", una startup con sede en Washington cuyo objetivo es extraer minerales y metales valiosos de los relaves mineros, la roca estéril y el agua. La industria minera tiene fama de tener una cultura de "seguimiento rápido", lo que a corto plazo podría suponer una gran ventaja tanto para los explotadores de minas que buscan reducir los gastos de responsabilidad por cierre a largo plazo como para el medio ambiente. Sin embargo, para poder recuperar realmente este valor, será necesario pensar de forma más innovadora. Por ejemplo, ya no parece descabellado soñar con la recuperación in situ de metales críticos y se está investigando activamente para hacerla realidad. Además, están apareciendo nuevas empresas de tratamiento de minerales para ayudar a superar los posibles obstáculos metalúrgicos, como Cobalt Blue (extracción de cobalto a partir de pirita), EnviroGold (tratamiento de minerales refractarios) y Lava Blue (centrada en alúmina, magnesio y vanadio). Conclusiones 1. De cara al futuro, es vital seguir evaluando los residuos mineros como fuentes para complementar la demanda de minerales críticos necesarios para satisfacer nuestras necesidades futuras. Es probable que existan muchas nuevas oportunidades en Perú, incluida la evaluación de los residuos de las minas de cobre como futuros recursos de cobalto y níquel o incluso indio y manganeso a partir de escorias metalúrgicas. 2. Este enfoque de replanteamiento de los residuos mineros también podría ayudar a aliviar algunas preocupaciones relacionadas con la contaminación que tienen algunas comunidades cercanas a las explotaciones mineras. El verdadero mensaje que debería haber transmitido António Guterres en la COP26 no era insinuar un futuro en el que no debería existir la minería. Debería haber consistido en elaborar políticas que ordenaran una minería más inteligente y con un enfoque sistémico. 3. Si aceptamos el papel vital que desempeñan los residuos mineros para contribuir a la descarbonización de los recursos, quizá la comunidad mundial esté en condiciones de retrasar el reloj del Juicio Final en uno o dos minutos. Bibliografía Herrington, R. 2021. Mining Our Green Future, Nature. https://www.nature.com/articles/s41578-021-00325-9 JOGMEC. 2021. https://www.jogmec.go.jp/english/ news/release/content/300374614.pdf Figura 4. Muestreo de relaves mineros de Rocklands, Queensland, Australia. Figure 4. Sampling Rocklands mine tailings, Queensland, Australia. waste as sources to supplement the demand for critical minerals necessary to meet our future needs is vital. Many new opportunities likely exist in Peru, including evaluating copper mine waste as future resources of cobalt and nickel or even indium and manganese from metallurgical slags. 2.Such an approach to rethinking mine waste could also help alleviate some ESG pollution related concerns held by communities proximal to mining operations. The real message that should have been delivered by António Guterres at COP26 was not to imply a future where mining shouldn’t exist. It should have been to deliver policies to mandate smarter mining and with a systems-thinking approach. 3.If we embrace the vital role mine waste has in helping to resource decarbonisation then perhaps the global community will be on a pathway to pushing back the Doomsday clock by a minute or two. References Herrington, R. 2021. Mining Our Green Future, Nature. https://www.nature.com/articles/s41578-02100325-9 JOGMEC. 2021. https://www.jogmec.go.jp/english/ news/release/content/300374614.pdf
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MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / SEPTIEMBRE 2023 / EDICIÓN 552 34 Flotación de partículas gruesas de sulfuros de cobre Flotation of Coarse Particles of Copper Sulphides Procesamiento de Minerales Por: Jorge Ganoza, metalurgista. By: Jorge Ganoza, Metallurgist. Introducción Es bien sabido que el comportamiento del tamaño de partícula en la fase de espuma es importante para determinar el rendimiento de un circuito. La constante de velocidad de flotación está influenciada por la probabilidad de que una partícula gruesa o fina sobreviva a la acción de limpieza de la zona de espuma y se reporte al producto de espuma[1]. En general, se acepta que una espuma de buena estabilidad es importante para lograr una buena ley y una alta recuperación de sulfuros de cobre porque muchas operaciones intentan aumentar el tonelaje, pero la estabilidad de la operación no se evalúa adecuadamente cuando el tamaño de alimentación es más grueso que el diseño. En la presente investigación, se llevó a cabo un programa de pruebas de flotación para proporcionar una mejor comprensión del comportamiento de las partículas gruesas de sulfuros de cobre en la flotación de primaria (rougher) y limpieza. Los parámetros examinados incluyeron el efecto del tamaño de partícula en el rendimiento Introduction It’s well known that the behavior of the particle size in the froth phase is important in determining flotation performance. The flotation rate constant is influenced by the probability that a coarse or fine particle survives the cleaning action of the froth zone and reports to the froth product[1]. It is generally accepted that a froth of good stability is important for the achievement of good grade and high recovery of copper sulphides because many operations try to increase the tonnage, but the stability of the operation is not evaluated properly when the feed size is coarser than the design. In the present investigation, a flotation testing program was conducted to provide a better understanding of the behavior of the coarse particles of copper sulphides in rougher and cleaning flotation. Parameters examined included the effect of the particle size on rougher flotation performance, the recovery of copper and gold, and the level of regrinding a coarse rougher copper
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / SEPTIEMBRE 2023 / EDICIÓN 552 35 de la flotación primaria, la recuperación de cobre y oro, y el nivel de remolienda del concentrado primario de cobre grueso antes de las etapas de limpieza. Se realizó una prueba de ciclo cerrado para confirmar la recuperación de cobre y oro en un circuito continuo. Con un tamaño K80 de molienda primaria de 250 μm, los sulfuros de cobre primarios y secundarios se liberaron en gran proporción. Hubo muy poca asociación entre los sulfuros de cobre y otros sulfuros en la muestra. Una pequeña fracción de los minerales de cobre se reportó como minerales no sulfurados. El mineral representado por el compuesto evaluado es, por lo tanto, simple y debería responder más favorablemente a los protocolos estándar de tratamiento de flotación con celdas mecánicas. En las pruebas de flotación primaria, las recuperaciones de cobre promediaron cerca del 90% y las recuperaciones de oro cerca del 73%. Un tamaño de alimentación de flotación con un K80 mayor que 250 μm redujo las recuperaciones de cobre en aproximadamente un 10%. En pruebas de limpieza se obtuvieron grados de concentrados de 42% de cobre. La tecnología de flotación de partículas gruesas aumenta el límite superior del tamaño de partícula del tamaño de alimentación de flotación y puede reducir el consumo de energía, lo que es especialmente adecuado para la disposición de relaves por la presencia de partículas gruesas[2]. Colección de partículas El proceso de flotación es un método muy efectivo para separar minerales valiosos de los minerales presentes en la ganga durante su tratamiento en plantas de procesamiento. Este proceso consiste en una serie de subprocesos consecutivos que incluyen colisión burbuja-partícula, colección y estabilidad burbuja-partícula. Después de esta colisión, la partícula se une a la superficie de la burbuja y se forma un agregado de partículas y burbujas. Luego, este agregado se transporta a la fase de espuma. La fijación de partículas en las burbujas y el desprendimiento son subprocesos críticos para una flotación exitosa. La colisión burbuja-partícula es el principal subproceso de flotación que tiene un efecto significativo en la cinética de flotación y recuperación[3]. La eficiencia de la fijación (Ea) y eficiencia de desprendimiento (Ed) cuantifican los subprocesos de adherencia y desprendimiento, respectivamente. La adherencia burbuja-partícula y los subprocesos de separación han sido relativamente inexplorados porque son procesos complejos que están controlados por el químico superficial y aspectos fisicoquímicos de partículas y burbujas de aire. El proceso de desprendimiento está controlado por la hidrodinámica de la celda de flotación. En general, Ea aumenta con un menor tamaño de partícula Figura 1. Mecanismos de colisión burbuja-partícula[4]. Figure 1. Mechanisms of bubble-particle collision[4]. concentrate ahead of the cleaning stages. A locked cycle test was performed to estimate the recovery of copper and gold in a continuous circuit. At primary grind size of approximately 250μm K80, primary and secondary copper sulphides were greatly liberated. There was very little locking between copper sulphides and other sulphide minerals in the sample. A small fraction of copper minerals was reported as non-sulphide minerals. The ore represented by the composite tested is, therefore, simple and should respond most favorably to standard flotation treatment protocols with mechanical cells. In rougher flotation test work at 250μm K80, copper recoveries averaged closed to 90% and gold recovery near 73%. A flotation feed size coarser than 250μm K80, reduced copper recoveries by about 10%. In cleaner tests, concentrate grades reported an average of 42% copper. The technology of coarse particle flotation increases the upper limit of the particle size of flotation feed size and can reduce energy consumption, which is especially suitable for the disposal of tailings by the presence of coarse particles[2]. Particle Attachment The flotation process is a very effective method to separate valuable minerals from the gangue during
MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / SEPTIEMBRE 2023 / EDICIÓN 552 36 y un mayor ángulo de contacto. Del mismo modo, Ea disminuye al aumentar el tamaño de partícula y tamaño de burbuja, pero aumenta con el incremento del ángulo de contacto de la partícula[3]. Esta parte es importante en el momento de generarse la flotación de partículas gruesas. Mientras que Ed aumenta al incrementar la turbulencia. La eficiencia de colisión aumenta al incrementar el tamaño de la burbuja. Antes de que pueda ocurrir la unión burbuja-partícula, una partícula tiene que chocar con una burbuja, alcanzando una distancia de separación en la que las fuerzas superficiales comienzan a operar. La determinación de la colisión burbuja-partícula implica la evaluación de las fuerzas que hacen que una partícula se desvíe en su trayectoria de las líneas de corriente del fluido cercano a la superficie de la burbuja y colisione con una burbuja. En la Figura 1 se muestran cuatro mecanismos de colisión burbuja-partícula, que son la inercia (a), gravedad (b), intercepción (c) y difusión Browniana (d). Las líneas gruesas representan el movimiento de las partículas y las finas el movimiento del fluido. El mecanismo de colisión inercial es más probable para partículas gruesas y densas que no pueden seguir las líneas de corriente del fluido y tienden a moverse a lo largo de una trayectoria recta. Si la densidad de las partículas es mayor que la del fluido circundante, las partículas tienen una cierta velocidad de sedimentación y, por lo tanto, su trayectoria se desvía de las líneas de corriente del fluido. Esta desviación puede causar que las partículas choquen con la superficie de la burbuja. La colisión de partículas con la superficie de la burbuja por intercepción se debe a un flujo que transporta partículas a lo largo de las líneas de corriente del fluido. Las partículas entran en contacto con la superficie de la burbuja debido a su tamaño finito. La colisión burbuja-partícula por difusión Browniana es significativa para partículas submicrónicas que se mueven aleatoriamente en el fluido[4]. La colisión burbuja-partícula puede ocurrir por los mecanismos individuales descritos anteriormente o podría ser el resultado de dos o más de estos mecanismos. Límite del tamaño de partícula El grado de hidrofobicidad se puede expresar por el ángulo de contacto, que es el ángulo en la línea de contacto trifásica entre el mineral, la fase acuosa y la burbuja de aire. Se acepta que cuanto mayor es el ángulo de contacto de una superficie de un mineral, más fácilmente se humedece con el aire y, por lo tanto, es más hidrófoba. La hidrofobicidad o el ángulo de contacto de las partículas depende del tipo y la distribución de las especies presentes en la superficie del mineral. La recuperación disminuye con el aumento del tamaño de las Figura 2. Máximo tamaño de partícula de cuarzo para tres tamaños de burbuja, □ (1.8 mm, Vb = 20 µm/s, a = 0 y 0.5 m/ s2) ♦ (1.0 mm, Vb = 20 µm/s, a = 7.2 m/s2) Δ (1.0 mm, Vb = 20 µm/s, a = 14.6 m/s2) donde Vb es la velocidad ascendente de la burbuja y “a” es la aceleración[5]. Figure 2. Maximum quartz particle size for three bubble sizes, □ (1.8 mm, Vb= 20 μm/s, a =0 and 0.5 m/s2) Δ (1.0 mm, Vb=20 μm/s, a = 7.2 m/s2) Δ (1.0 mm, Vb=20 μm/s, a = 14.6 m/s2), where Vb is the upward velocity of the bubble and “a” is the acceleration[5]. treatment in mineral processing operations. The process consists of a series of consecutive subprocesses that include bubble-particle collision, attachment and stability of a bubble-particle. After bubble-particle collision, the particle is attached to the bubble surface and a bubble-particle aggregate is formed in the process. The aggregate is transported to the froth phase. The bubbleparticle attachment and detachment are critical sub-processes for successful flotation. The bubbleparticle collision is the principal sub-process of flotation that has a significant effect on the flotation and recovery[3]. The attachment efficiency (Ea) and detachment efficiency (Ed) quantify the sub-processes of attachment and detachment, respectively. The bubble–particle attachment and detachment subprocesses have been relatively unexplored because they are complex processes and are controlled by the surface chemistry and physicochemical aspects of particles and air bubbles. The detachment process is controlled by the hydrodynamic of flotation cells. In general, Ea increases when the particle size is smaller and the contact angle is larger. In the same way, Ea decreases with increasing the particle size and bubble size, but increases with increasing particle contact angle[3]. This point is important at
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